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柴油/天然气双燃料发动机可以保持和柴油相同的压缩比,实现与柴油机相当的高热效率,燃用天然气可减少石油消耗,降低CO2排放和碳烟颗粒排放。因此,柴油/天然气双燃料是内燃机燃用天然气的主要技术途径之一。在这一燃烧方式中,缸内柴油喷油控制策略对燃烧和排放有重要的影响,喷油策略优化控制是燃烧过程优化、实现高效清洁燃烧的重要技术途径,本文以采用简化后处理器满足国V排放法规为目标,对天然气替代比例和喷油控制策略优化等开展了试验研究。本文研究在一台重型高压共轨柴油机改装的柴油/天然气双燃料发动机上进行。首先开展了不同天然气替代比例对柴油/天然气双燃料发动机性能和排放影响的试验研究。研究结果表明:随着天然气替代比例的增加,缸内的燃烧特性发生变化,从纯柴油的预混合燃烧与扩散燃烧逐渐向柴油预混合燃烧与扩散燃烧及天然气稀预混合多点点燃方式变化。通过对低速小负荷工况下柴油循环油量和总过量空气系数的优化,能够有效地降低THC、CH4和CO排放,并可获得较低的Soot排放,但NOx排放略有增加。通过优化柴油喷油定时,可以使缸内工质接近均质状态,发动机的燃油经济性和有害排放可以得到进一步的改善。在对天然气替代比例进行优化的基础上,进行了柴油喷油控制策略的试验研究。研究结果表明:在低速小负荷工况采用柴油早喷策略和较大的总过量空气系数下,当量柴油比油耗几乎接近纯柴油水平,同时THC、CH4和NOX比排放降低,CO和Soot比排放稍有恶化但增加幅度不大。中速小负荷工况采用柴油早喷策略、结合废气再循环（EGR）并通过优化柴油喷油定时能够同时获得较好的燃油经济性并降低有害排放,并且降低了最大爆发压力和压力升高率,有利于提高柴油/天然气双燃料发动机的使用寿命。低速中等负荷工况,需要采用大比例预喷控制策略,通过优化预喷定时和喷油压力提高燃油经济性和降低有害排放,采用MOC后处理器排放有满足国V的潜力。上述研究结果表明,根据不同的工况采用不同的天然气替代比例并优化柴油喷油控制策略,柴油/天然气双燃料发动机有采用简化后处理器满足国V排放标准的潜力。本文研究为进一步开发简化后处理器柴油/天然气双燃料发动机奠定了试验基础。